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轿车豪华内饰件包覆成型胶接性能研究
| 论文题名： | 轿车豪华内饰件包覆成型胶接性能研究 |
| 关键词： | 轿车仪表板;胶接接头;胶接强度;内聚力模型 |
| 摘要： | 为了迎合汽车轻量化的发展趋势以及消费者的购车需求，汽车内饰件的材料选择、结构设计和制造工艺需要不断的优化。胶接技术作为汽车内饰件包覆结构的主要连接方式，不仅保证了轻质，而且强度较高、应力分布均匀且抗疲劳性能较好。但胶接技术是一项比较复杂的工艺过程，涉及了物理、化学等多种学科和现象，胶接接头在机械结构中通常是比较薄弱的环节，脱粘分层是包含仪表板在内的汽车内饰件等多相高分子材料或复合材料胶接结构的常见失效形式，不仅会影响应力的传递与分布，而且在受到外力作用时可能会在粘接薄弱区域产生宏观裂纹，进而胶接结构发生损伤扩展，最终可能导致整个胶接件结构的失效破坏。提升接头的胶接性能进而提高汽车内饰件的强度和刚度是十分必要的。 本文应用ABAQUS软件建立了轿车包覆成型仪表板的胶接结构有限元模型，前期采用CATIA软件创建包覆结构的各部件，获取面接接头的各层材料参数，对单元类型进行合理地选择，并设置相应的分析步和边界条件等。基于内聚力模型（CZM）方法对不同位移加载条件下的面接接头损伤和失效过程进行数值模拟，并通过试验和数值方法验证了CZM方法的有效性。通过获取载荷-位移曲线以及特定时刻的应力云图和胶层损伤云图，观察胶接接头损伤起始、损伤演化直至失效的动态过程，探究胶层的内聚参数、接头材料及厚度等对胶接强度的影响，并且进行了有限元模型网格尺寸的灵敏度分析。 胶粘剂作为传递载荷的介质，是影响胶接性能的关键因素。实质上胶粘剂类型对胶接强度的影响，其真正的主导因素是内聚参数，即胶粘剂的内聚强度和断裂能。本文基于使用非常广泛的Traction—Separation描述方法，运用常见的双线性内聚定律，通过改变内聚强度σc和断裂能Gc，分别研究了在施加Z向位移载荷条件下和Y向位移载荷条件下胶层内聚参数对包覆成型仪表板的胶接强度的影响，并对胶接接头的剥离强度和剪切强度进行了横向比较。 想要获得优质的接头，不仅要考虑胶粘剂的选择，被粘物也是需要考虑的重要因素。被粘物的材料属性、接头几何尺寸比如厚度、搭接长度和宽度，以及胶层厚度的不同也会对胶接接头性能产生影响。本文通过控制变量，探究了轿车仪表板三层的包覆结构中相对薄弱的层间位置，并考察了接头材料的厚度对胶接强度的影响。 |
| 作者： | 丁睿智 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 姚卫国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 吉林大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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